無源晶振(crystal)別稱為石英晶體諧振器,實(shí)質(zhì)為石英晶體諧振器。晶振:指的是石英晶體諧振器(quartz crystal unit)和石英晶體振蕩器(crystaloscillator)的統(tǒng)稱。
微控制器的時(shí)鐘源可以分為兩類:基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC 振蕩器。 基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC 振蕩器能夠快速啟動(dòng),成本也比較低
無源晶振起振條件
1、不起振。上電復(fù)位后晶振不工作或是低功耗模式下晶振不工作,但是敲擊一下晶振又會(huì)正常起振。此即晶振的欠激勵(lì)現(xiàn)象,原因在于激勵(lì)功率不夠或起振時(shí)間太長。解決方法是選擇能耗小的晶體,同時(shí)在數(shù)據(jù)手冊允許范圍內(nèi)減少外接電容值,縮短起振時(shí)間,電容取值不要相同。
2、頻率偏大,此為過激勵(lì)現(xiàn)象,用示波器可以觀察到輸出波形的波峰和波谷被削平。此時(shí)晶振被過分驅(qū)動(dòng),應(yīng)在芯片相關(guān)腳上串接電阻調(diào)整至輸出波形清晰完整。
無源晶振工作原理
首先晶振是有緣晶振和無源晶振的總稱,上面我們也知道,無源晶振才需要匹配電容,無源晶振也叫做晶體。
晶體的電容如果在0.1U和0.01U之間,是比較大的。
晶振的標(biāo)稱值在測試時(shí)有一個(gè)“負(fù)載電容”的條件,在工作時(shí)滿足這個(gè)條件,振蕩頻率才與標(biāo)稱值一致。一般來講,有低負(fù)載電容(串聯(lián)諧振晶體)
高負(fù)載電容(并聯(lián)諧振晶體)之分。在電路上的特征為: 晶振串一只電容跨接在IC兩只腳上的,則為串聯(lián)諧振型;一只腳接IC,一只腳接地的,則為并聯(lián)型。如確實(shí)沒有原型號,需要代用的可采取串聯(lián)諧振型電路上的電容再并一個(gè)電容,并聯(lián)諧振電路上串一只電容的措施。例如: 4.433MHZ晶振,并一只3300PF電容或串一只70P的微調(diào)電容。另一種說法是“損耗
值”與“激勵(lì)電平“ 之說:
其實(shí),上述原因都可以作為選擇晶振的條件作為考慮。常見的晶振有2腳跟4腳,其實(shí)無源晶振2腳跟4腳的差別不大,因?yàn)橹饕€是靠2個(gè)腳在工作,3腳的晶振是一種集晶振和電容為一體的復(fù)合元件。由于在集成電路振蕩端子外圍電路中總是以一個(gè)晶振(或其它諧振元件)和兩個(gè)電容組成回路,為便于簡化電路及工藝,人們便研制生產(chǎn)了這種復(fù)合件。其3個(gè)弓|腳中,中間的1個(gè)腳通常是2 個(gè)電容連接一起的公共端,另外2個(gè)引腳即為晶振兩端,也是兩個(gè)電容各自與晶振連接的兩端。
無源晶振(晶體諧振器)工作原理:在石英水晶片的兩邊鍍上電極,通過在兩電極上加一定的電壓,因?yàn)槭⒂袎弘娦?yīng),電壓形成了,自然就會(huì)產(chǎn)生形變,從而給IC提供一個(gè)正弦波形。通過IC的內(nèi)部整形和PLL電路后產(chǎn)生方波,然后輸入給下級電路。有源晶振就是把頻率部分和驅(qū)動(dòng)PLL電路集成在IC外部,自成一體,直接輸出方波供下級電路使用。